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KR20190121715A - 도광형 엘이디 마스크 장치 - Google Patents

도광형 엘이디 마스크 장치

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KR20190121715A
KR20190121715A KR1020190045613A KR20190045613A KR20190121715A KR 20190121715 A KR20190121715 A KR 20190121715A KR 1020190045613 A KR1020190045613 A KR 1020190045613A KR 20190045613 A KR20190045613 A KR 20190045613A KR 20190121715 A KR20190121715 A KR 20190121715A
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KR
South Korea
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light guide
light
mask device
shape
pattern
Prior art date
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KR1020190045613A
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Inventor
이승웅
Original Assignee
(주)소프트웰스
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Publication date
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Abstract

본 발명은 지지부와 발광부와 도광부와 반사부 및 제어부를 포함하는 도광형 엘이디 마스크 장치를 개시한다.
본 발명의 도광형 엘이디 마스크 장치는 가시광 또는 근적외선 광과 같은 엘이디 광이 얼굴 피부에 전체적으로 균일하게 조사되는 도광형 엘이디 마스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

도광형 엘이디 마스크 장치{Light Guide Type LED Mask Device}
본 발명은 도광형 엘이디 마스크 장치에 관한 것이다.
최근에는 가시광 또는 근적외선 광을 조사하는 엘이디 광원을 이용한 피부 관리가 트렌드화되면서 화장품 업계와 피부 관리 업계에서 커다란 시장으로 성장하고 있다. LED 광원은 고출력 레이저와 달리 적절한 광출력으로 넓은 면적의 질환부위에 조사될 수 있으며, LED 광원을 이용한 피부 치료 기술은 식물에서 태양광이 엽록소(chlorophyl)를 통해 식물 세포로 변환되는 원리와 유사하게 엘이디 광원을 조사하여 세포내의 미토콘드리아의 기초 에너지 대사를 촉진하며 피부 세포간의 광-생화학 반응을 유도한다.
화장품 업계의 경우는 엘이디 광원을 이용한 안티에이징 관련 다양한 화장품을 출시하고 있으며, 피부 관리 업계는 안티에이징 관련 다양한 피부 관리 서비스를 제공하고 있다. 피부 관리 장치와 관련하여 최근에는 가시광선 영역의 파장을 출력하는 엘이디 소자나 근적외선 영역의 파장을 출력하는 엘이디 소자를 이용하여 보다 쉽고 간편하게 피부 또는 두피를 관리할 수 있는 제품들이 출시되고 있다.
종래의 엘이디 마스크 장치는 안면에 착용한 상태로 안면에 광을 조사할 수 있도록 된 피부미용 광 마스크 장치에 관한 것으로서, 인체의 안면에 장착할 수 있도록 된 안면 마스크와, 안면 마스크 내에 장착되어 안면 마스크를 착용한 사용자의 안면에 광을 출사할 수 있도록 된 발광부와, 발광부를 온/오프 구동하는 발광 구동부와, 발광부의 구동을 선택하는 조작부와, 조작부의 조작신호에 따라 발광 구동부를 제어하는 제어부를 구비한다. 종래의 엘이디 마스크 장치는 발광부에 전체적으로 엘이디 광원을 배열하여 직접 엘이디 광원의 가시광 또는 근적외선 광이 얼굴에 조사된다. 따라서, 도 24에서 보는 바와 같이 엘이디 광원에서 조사되는 광은 핫 스팟(hot spot)을 이루면서 조사된다. 광이 조사되는 영역은 단위 면적의 10% 면적에 60~70%, 30%의 면적에 70~80%의 광선이 집중되어 hot spot 내부의 10%의 면적과 외부의 70% 면적에 조사되는 빛의 양이 14배나 차이가 나게 되어 일정 부위에 광 조사량이 상대적으로 많게 된다. 따라서, 상기 엘이디 광원의 바로 아래 영역의 피부에는 가시광 또는 근적외선 광이 상대적으로 많이 조사되고 엘이디 광원에서 먼 영역의 피부에는 가시광 또는 근적외선 광이 상대적으로 작게 조사되는 문제가 있다.
본 발명은 가시광 또는 근적외선 광과 같은 엘이디 광이 얼굴 피부에 전체적으로 균일하게 조사되는 도광형 엘이디 마스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 도광형 엘이디 마스크 장치는 지지부와 발광부와 도광부와 반사부 및 제어부를 포함하여 엘이디 소자에서 조사되는 가시광 또는 근적외선 광과 같은 엘이디 광이 얼굴 피부에 전체적으로 균일하게 조사되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 도광형 엘이디 마스크 장치는 가시광 또는 근적외선 광과 같은 엘이디 광을 얼굴 피부에 전체적으로 균일하게 조사하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 배면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부가 지지부에 안착된 상태의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부가 도광부에 안착된 상태의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부가 도광부과 지지부 사이에 안착된 상태의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부와 도광부와 지지부의 결합 상태에 대한 부분 수직 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 도광형 발광 모듈의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 직하형 발광 모듈의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부와 도광부와 지지부 및 반사부의 결합 상태에 대한 부분 수직 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부와 도광부와 지지부 및 반사부의 결합 상태에 대한 부분 수직 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부와 도광부 및 반사부의 결합 상태에 대한 부분 수직 단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부와 도광부 및 반사부의 결합 상태에 대한 부분 수직 단면도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부와 도광부 및 반사부의 결합 상태에 대한 부분 수직 단면도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부에서 조사되는 광이 도광부와 반사부에 의하여 분산되는 상태를 나타내는 개략도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 제어부에 대한 개략적인 구성도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 광 추출도 분포를 산출하기 위한 측정하기 마스크 모형과 엘이디 분포와 패턴 형태이다.
도 20은 도 19에서 사용한 도광 패턴의 구체적인 형태이다.
도 21은 도 19의 마스크에서 광 추출도 분포를 측정하는 위치를 나타내는 모형도이다.
도 22는 도 21의 8방향에서 평가한 광 추출도 분포에 대한 그래프이다.
도 23은 도광 패턴이 형성되지 않은 상태에서 평가한 광 추출도 분포에 대한 그래프이다.
도 24는 등고선 형상의 도광 패턴이 형성되고 방사상 형상의 도광 패턴이 형성되지 않는 상태에서 평가한 광도 분포에 대한 그래프이다.
도 25는 종래의 도광형 엘이디 마스크 장치의 광 조사 상태를 나타내는 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 구조에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 분해 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 배면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부의 정면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부의 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부가 지지부에 안착된 상태의 사시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부가 도광부에 안착된 상태의 측면도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부가 도광부과 지지부 사이에 안착된 상태의 사시도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부와 도광부와 지지부의 결합 상태에 대한 부분 수직 단면도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 도광형 발광 모듈의 사시도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 직하형 발광 모듈의 사시도이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부와 도광부와 지지부 및 반사부의 결합 상태에 대한 부분 수직 단면도이다. 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부와 도광부와 지지부 및 반사부의 결합 상태에 대한 부분 수직 단면도이다. 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부와 도광부 및 반사부의 결합 상태에 대한 부분 수직 단면도이다. 도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부와 도광부 및 반사부의 결합 상태에 대한 부분 수직 단면도이다. 도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부와 도광부 및 반사부의 결합 상태에 대한 부분 수직 단면도이다. 도 17은 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 발광부에서 조사되는 광이 도광부와 반사부에 의하여 분산되는 상태를 나타내는 개략도이다. 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치의 제어부에 대한 개략적인 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치(100)는, 도 1 내지 도 18을 참조하면, 지지부(110)와 발광부(120)와 도광부(130)와 반사부(140) 및 제어부(170)를 포함한다. 또한, 상기 도광형 엘이디 마스크 장치(100)는 지지 덮개부(150) 및 안면 덮개부(160)을 더 포함할 수 있다.
상기 도광형 엘이디 마스크 장치(100)는 얼굴의 전면에 착용하여 피부에 엘이디 소자로부터 조사되는 광을 조사하는 장치이다. 상기 도광형 엘이디 마스크 장치(100)는 얼굴을 기준으로 안면의 외측과 대응되는 위치에 발광부(120)를 위치시키고, 도광부(130)를 통하여 광을 분산시켜 조사하므로 안면에 전체적으로 균일하게 광을 조사할 수 있다. 따라서, 상기 도광형 엘이디 마스크 장치(100)는 기존에 문제가 되었던 엘이디 소자의 바로 아래 영역의 피부에는 가시광 또는 근적외선 광이 상대적으로 많이 조사되고 엘이디 소자에서 먼 영역의 피부에는 가시광 또는 근적외선 광이 상대적으로 작게 조사되는 현상이 발생되지 않는다. 한편, 상기 도광형 엘이디 마스크 장치는 가시광 또는 근적외선 광을 이용하며, 가시광과 근적외선 광을 함께 이용할 수 있다.
상기 지지부(110)는 전면 개방 홀(111)과 후면 삽입 홀(112) 및 두부 커버 영역(113)을 포함한다. 또한, 상기 지지부(110)는 복수 개의 소자 결합 홀(114)을 포함할 수 있다. 상기 지지부(110)는 소정 두께를 갖는 합성수지 소재로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 지지부(110)는 불투명한 수지로 형성될 수 있다. 상기 지지부(110)는 전체적으로 머리의 안면의 전체와 두부의 전축 일부에 대응되는 형상으로 형성된다. 상기 지지부(110)는 도광형 엘이디 마스크 장치(100)가 머리의 안면 부분과 두부의 일부에 착용될 수 있도록 한다. 상기 지지부(110)는 외측에 제어부(170)가 지지되어 결합될 수 있다.
상기 전면 개방 홀(111)은 지지부(110)에서 안면의 전체 형상에 대응되는 영역이 개방되어 형성된다. 상기 전면 개방 홀(111)은 도광부(130)가 결합되는 영역을 제공한다. 상기 전면 개방 홀(111)의 단부에는 발광부(120)가 안착되는 안착 턱 또는 안착 판과 같은 안착부(115)가 위치할 수 있다.
상기 후면 삽입 홀(112)은 지지부(110)에서 안면과 두부의 전측 이부에 대응되는 영역이 개방되어 형성된다. 상기 후면 삽입 홀(112)은 도광형 엘이디 마스크 장치(100)를 착용할 때 안면과 두부의 전측이 삽입되는 경로를 제공한다.
상기 두부 커버 영역(113)은 전면 개방 홀(111)의 상부와 후면 삽입 홀(112)의 상부 사이에서 두부의 전축 일부에 대응되는 위치에 위치한다. 상기 두부 커버 영역(113)은 두부의 전측 일부를 감싼다.
상기 소자 결합 홀(114)은 두부 커버 영역(113)에서 상면과 하면을 관통하여 형성된다. 상기 소자 결합 홀(114)은 복수 개로 형성되며 서로 이격되어 두부 커버 영역(113)에 분산되어 위치할 수 있다.
상기 발광부(120)는 도광형 발광 모듈(121)을 포함한다. 또한, 상기 발광부(120)는 직하형 발광 모듈(125)을 포함할 수 있다. 상기 발광부(120)는 가시광 또는 근적외선 광을 발생시킨다.
상기 도광형 발광 모듈(121)은 도광 기판(122) 및 도광 엘이디 소자(123)를 포함한다. 상기 도광형 발광 모듈(121)은 복수 개로 형성되며, 띠 형상으로 형성될 수 있다. 상기 도광형 발광 모듈(121)은 전체적으로 직선 형상 또는 곡선 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 도광형 발광 모듈(121)은 전면 개방 홀(111)의 외주면에 부착되는 형상에 따라 직선 형상(121a) 또는 곡선 형상(121b)으로 형성될 수 있다. 상기 도광형 발광 모듈(121)은 지지부(110)의 전면 개방 홀(111)의 외주면에 결합된다. 상기 도광형 도광 모듈은 전면 개방 홀(111)에 결합되는 도광부(130)의 외측면으로 가시광 또는 근적외선 광을 조사한다. 또한, 상기 도광형 발광 모듈(121)은 가시광과 근적외선 광을 함께 조사할 수 있다.
상기 도광 기판(122)은 일반적인 엘이디 모듈에 사용되는 회로 기판으로 형성된다. 상기 도광 기판(122)은 띠 형상으로 형성되며, 직선 형상 또는 곡선 형상으로 형성될 수 있다. 상기 도광 기판(122)은 지지부(110)의 전면 개방 홀(111)의 외주면에 결합된다.
상기 도광 엘이디 소자(123)는 도광 기판(122)에 소정 간격으로 이격되어 실장된다. 상기 도광 엘이디 소자(123)는 다양한 파장의 가시광 또는 근적외선 광을 조사하는 소자일 수 있다. 또한, 상기 도광 엘이디 소자(123)는 특정 파장의 가시광 또는 근적외선 광을 조사하는 소자일 수 있다. 상기 도광 엘이디 소자(123)는 도광 기판(122)에 수직한 방향으로 가시광 또는 근적외선 광을 조사할 수 있다. 또한, 상기 도광 엘이디 소자(123)는 가시광과 근적외선 광을 함께 조사할 수 있다. 상기 도광 엘이디 소자(123)는 400~900nm 범위의 단수 혹은 복수 파장의 엘이디로 구성될 수 있다.
상기 직하형 발광 모듈(125)은 직하 기판(126) 및 직하 엘이디 소자(127)를 포함한다. 상기 직하형 발광 모듈(125)은 전체적으로 판상으로 형성되며, 두부 커버 영역(113)에 대응되는 면적과 형상으로 형성될 수 있다. 상기 직하형 발광 모듈(125)은 전체적으로 두부 커버 영역(113)에 대응되는 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 상기 직하형 발광 모듈(125)은 지지부(110)의 두부 커버 영역(113)에 위치하며, 두부의 표면에 직접 조사할 수 있다. 예를 들면, 상기 직하형 발광 모듈(125)은 머리의 전두부, 측두부, 두정부에 광을 조사할 수 있다. 또한, 상기 직하형 발광 모듈(125)은 가시광과 근적외선 광을 함께 조사할 수 있다.
상기 직하 기판(126)은 일반적인 엘이디 모듈에 사용되는 회로 기판으로 형성된다. 상기 직하 기판(126)은 두부 커버 영역(113)에 대응되는 면적과 형상으로 형성될 수 있다.
상기 직하 엘이디 소자(127)는 직하 기판(126)에 소정 간격으로 이격되어 실장된다. 상기 직하 엘이디 소자(127)는 소자 결합 홀(114)에 대응되는 위치에 위치할 수 있다. 또한, 상기 직하 엘이디 소자(127)는 소자 결합 홀(114)에 일부가 삽입되도록 형성될 수 있다. 상기 직하 엘이디 소자(127)는 소자 결합 홀(114)을 통하여 광을 하부로 조사한다. 즉, 상기 직하 엘이디 소자(127)는 소자 결합 홀(114)을 통하여 두부의 표면에 광을 직접 조사할 수 있다.
상기 직하 엘이디 소자(127)는 다양한 파장의 가시광 또는 근적외선 광을 조사하는 소자일 수 있다. 또한, 상기 직하 엘이디 소자(127)는 특정 파장의 가시광 또는 근적외선 광을 조사하는 소자일 수 있다. 상기 직하 엘이디 소자(127)는 가시광과 근적외선 광을 함께 조사할 수 있다. 상기 직하 엘이디 소자(127)는 500~900nm 범위의 단수 혹은 복수 파장의 엘이디로 구성될 수 있다.
상기 도광부(130)는 전체적으로 머리의 안면에 대응되는 형상으로 형성된다. 상기 도광부(130)는 도광판으로 사용되는 다양한 재질로 형성될 수 있다. 상기 도광부(130)는 전체적으로 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 도광부(130)는 외측면 형상이 전면 개방 홀(111)에 대응되는 형상으로 형성된다. 상기 도광부(130)는 전면 개방 홀(111)에 결합된다. 상기 도광부(130)는 외측면이 도광 엘이디 소자(123)의 상부와 대향하도록 결합된다. 상기 도광부(130)는 도광 엘이디 소자(123)로부터 조사되는 광이 내부로 입사되며, 유입되는 광을 후면으로 조사시킨다. 즉, 상기 도광 엘이디 소자(123)로부터 조사되는 광은 도광부(130)의 외측면으로 입사되며 도광부(130) 내부에서 반사되면서 후면으로 조사된다.
상기 도광부(130)는 안면의 눈에 대응되는 위치에 도광 개방 홀(131)을 포함할 수 있다. 상기 도광 개방 홀(131)은 사용 중에 안면으로 광이 조사되는 것을 차단할 수 있다.
상기 도광부(130)는, 도 12에서 보는 바와 같이, 전체적으로 동일한 두께로 형성될 수 있다. 또한, 상기 도광부(130)는, 도 13에서 보는 바와 같이, 외측단에서 내측으로 소정 폭까지 두께가 감소되도록 형성된다. 또한, 상기 도광부(130)는 전면 개방 홀(111)에 대응되는 영역은 전체적으로 균일한 두께로 형성될 수 있다. 상기 도광부(130)는 두께가 도광 엘이디 소자(123)의 크기보다 작은 경우에 외측단부가 경사지게 형성될 수 있다.
상기 도광부(130)는 구체적으로 도시하지 않았지만, 후면 즉, 안면과 대향하는 면에 대전 방지제가 코팅될 수 있다. 상기 대전 방지제는 작용 과정에서 정전기 발생을 억제할 수 있다. 상기 대전 방지제는 플라스틱 또는 수지 재질에 대전 방지를 위하여 사용되는 일반적인 물질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 도광부(130)는 내부에 대전 방지제가 분산되어 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 대전 방지제는 도광부(130)의 성형 전에 도광부(130)의 원료와 함께 혼합될 수 있다.
상기 도광부(130)는 전면, 후면 또는 전면과 후면에 홈 형상 또는 돌기 형상의 도광 패턴(132)을 구비할 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 도광 패턴(132)은 홈 형상으로 형성되는 경우에, 점 형상으로 형성되거나, 일 방향으로 연장되어 전체적으로 트렌치 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 도광 패턴(132)은 돌기 형상으로 형성되는 경우에, 점 형상으로 형성되거나 일 방향으로 연장되어 전체적으로 와이어 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 도광 패턴(132)은, 도 14와 도 15에서 보는 바와 같이 내측으로 오목한 호 형상, 반원 형상 또는 삼각 형상, 사각 형상과 같은 형상으로 형성될 수 있다. 이때 상기 도광 패턴(132)은 복수 개의 트렌치 형상이 서로 이격되어 형성될 수 있다.
상기 도광 패턴(132)은 도광부(130)의 중심에서 외측 방향으로 연장되어 방사상 형상의 패턴으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 도광 패턴(132)은 복수 개가 소정 각도로 이격되어 형성될 수 있다. 상기 도광 패턴(132)은 방사상 형상의 도광 패턴이 30 개 내지 240개로 형성될 수 있다. 상기 도광부(130)의 면적은 사람의 안면을 기준으로 대략적으로 고정된 상태이므로, 방사상 형상의 도광 패턴의 개수를 조절하여 도광 패턴 사이의 간격을 조절할 수 있다. 상기 방사상 형상의 도광 패턴의 개수가 적은 경우에 광의 분산이 증가되는 정도가 작아서 광추출도가 저하될 수 있다. 한편, 상기 방사상 형상의 도광 패턴의 수가 너무 많으면 도광 패턴 사이의 간격이 좁아지게 되어 제조 상의 어려움이 있을 수 있으며, 제조 비용이 증가될 수 있다.
또한, 상기 도광 패턴(132)은 도광부(130)의 중심을 기준으로 폐곡선을 이루는 등고선 형상의 도광 패턴으로 형성될 수 있다. 이때 상기 도광 패턴(132)은 복수 개가 소정 거리로 이격되어 형성될 수 있다. 상기 도광 패턴(132)은 등고선 형상의 도광 패턴이 30 개 내지 240개로 형성될 수 있다. 상기 도광부(130)의 면적은 사람의 안면을 기준으로 대략적으로 고정된 상태이므로, 등고선 형상의 도광 패턴의 개수를 조절하여 도광 패턴 사이의 간격을 조절할 수 있다. 상기 등고선 형상의 도광 패턴의 개수가 적은 경우에 광의 분산이 증가되는 정도가 작아서 광추출도가 저하될 수 있다. 한편, 상기 등고선 형상의 도광 패턴의 수가 너무 많으면 도광 패턴 사이의 간격이 좁아지게 되어 제조 상의 어려움이 있을 수 있으며, 제조 비용이 증가될 수 있다.
또한, 상기 도광 패턴(132)은 방사상 형상의 도광 패턴과 등고선 형상의 도광 패턴이 함께 형성될 수 있다. 상기 도광 패턴(132)은 도광부(130)의 전면 즉, 안면과 대향하는 면과 반대면에 방사상 형상의 도광 패턴과 등고선 형상의 도광 패턴이 함께 형성될 수 있다. 따라서, 상기 도광 패턴(132)은 전체적으로 격자 형상을 이룰 수 있다. 이때, 상기 방사상 형상의 도광 패턴은 와이어 형상 또는 트렌치 형상으로 형성되고, 등고선 형상은 그 반대로 트렌치 형상 또는 와이어 형상으로 형성될 수 있다.
상기 도광 패턴(132)이 방사상 형상의 도광 패턴과 등고선 형상의 도광 패턴이 함께 형성되는 경우에 바람직하게는 방사상 형상의 도광 패턴의 개수가 등고선 형상의 도광 패턴의 개수와 같거나 더 많도록 형성될 수 있다. 상기 방사상 형상의 도광 패턴이 증가하는 경우에 광 균일도와 광 추출도가 증가할 수 있다.
또한, 상기 도광 패턴(132)은, 도 16에서 보는 바와 같이, 도광부(130)의 내부에 도광 입자가 분포되어 형성될 수 있다. 상기 도광 입자는 도광부(130)와 다른 재질의 수지로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 도광부(130)는 수지 재질로 형성되며, 도광 입자는 무기물 입자로 형성될 수 있다. 또한, 상기 도광부(130)는 투명 레진과 폴리머를 액상으로 혼합하여 성형함으로써 폴리머가 도광 입자로 형성되도록 할 수 있다.
상기 반사부(140)는 전체적으로 도광부(130)에 대응되는 형상으로 형성된다. 상기 반사부(140)는 전체적으로 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 반사부(140)는 후면이 도광부(130)의 전면에 접촉되도록 결합된다. 상기 반사부(140)는 바람직하게는 반사부(140)의 후면이 도광부(130)의 전면과 밀착될 수 있다. 상기 반사부(140)는 도광부(130)의 전면으로 유출되는 광을 다시 반사시켜 도광부(130)의 내부로 유입시킨다. 따라서, 상기 반사부(140)는 도광형 발광 모듈(121)에서 조사되는 광이 안면에 도달되는 효율을 증가시킨다.
상기 반사부(140)는 안면의 눈에 대응되는 위치에 반사 개방 홀(141)을 포함할 수 있다. 상기 반사 개방 홀(141)은 사용 중에 안면으로 광이 조사되는 것을 차단할 수 있다.
상기 반사부(140)는, 도 17을 참조하면, 도광부(130)와 함께 도광형 발광 모듈(121)에서 조사되는 광이 도광부(130)의 후면 즉, 안면 방향으로 균일하게 분산되어 조사되도록 한다.
상기 지지 덮개부(150)는 전체적으로 지지부(110)에 대응되는 형상으로 형성된다. 상기 지지 덮개부(150)는 덮개 전면 개방 홀(151)과 덮개 후면 삽입 홀(152) 및 덮개 두부 커버 영역(153)을 구비할 수 있다. 상기 지지 덮개부(150)의 덮개 전면 개방 홀(151)과 덮개 후면 삽입 홀(152) 및 덮개 두부 커버 영역(153)은 각각 지지부(110)의 전면 개방 홀(111)과 후면 삽입 홀(112) 및 두부 커버 영역(113)에 대응되어 형성될 수 있다.
상기 지지 덮개부(150)는 지지부(110)의 전면 개방 홀(111)과 두부 커버 영역(113)에 결합되는 발광부(120)를 감싸도록 결합된다. 또한, 상기 지지 덮개부(150)는 도광부(130) 및 반사부(140)의 외측면을 덮도록 결합될 수 있다. 따라서, 상기 지지 덮개부(150)는 발광부(120)에서 조사되는 빛이 전면으로 유출되지 않도록 한다. 상기 지지 덮개부(150)는 불투명한 수지 재질로 형성될 수 있다.
상기 안면 덮개부(160)는 전체적으로 반사부(140)에 대응되는 형상으로 형성된다. 상기 안면 덮개부(160)는 전체적으로 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 안면 덮개부(160)는 후면이 반사부(140)의 전면에 접촉되도록 결합된다. 상기 안면 덮개부(160)는 바람직하게는 후면이 반사부(140)의 전면과 밀착될 수 있다. 상기 안면 덮개부(160)는 덮개 전면 개방 홀(151)에 결합된다. 따라서, 상기 안면 덮개부(160)는 반사부(140)의 전면과 덮개 전면 개방 홀(151)의 외주면을 감싸도록 결합될 수 있다. 상기 안면 덮개부(160)는 지지 덮개부(150)와 함께 도광형 엘이디 마스크 장치(100)의 전면으로 내부의 반사부(140)와 도광부(130)의 구조들이 노출되지 않도록 한다. 상기 안면 덮개부(160)는 착색되어 형성될 수 있다.
상기 제어부(170)는 발광부(120)의 엘이디 소자를 제어한다. 상기 제어부(170)는 메인 제어부(171)와 발광 구동부(172)와 조작부(173)와 표시부(174)와 스피커(175) 및 배터리(176)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(170)는 도광형 발광 모듈(121)과 직하형 발광 모듈(125)을 제어하여 발광시킨다. 또한, 상기 제어부(170)는 도광형 발광 모듈(121)과 직하형 발광 모듈(125)을 제어하는데 필요한 제반 작동을 진행한다. 상기 제어부(170)는 지지부(110) 또는 지지 덮개부(150)에 내장되거나 별도의 모듈로 형성될 수 있다.
상기 메인 제어부(171)는 도광형 엘이디 마스크 장치(100)의 전체적인 작동을 제어한다.
상기 발광 구동부(172)는 도광형 발광 모듈(121)과 직하영 발광 모듈에 전기를 공급하여 도광 엘이디 소자(123)와 직하 엘이디 소자(127)를 발광시킨다. 상기 발광 구동부(172)는 정전류로 구동되며, 각 파장의 엘이디 소자를 동시에 혹은 순차적으로 발광시킬 수 있다.
상기 조작부(173)는 메인 제어부(171)와 발광 구동부(172)를 작동시키는 필요한 다양한 버튼과 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 조작부(173)는 메인 제어부(171)를 작동시키기 위한 on-off 스위치를 구비할 수 있다. 또한, 상기 조작부(173)는 발광 구동부(172)를 구동하기 위한 작동 스위치를 구비할 수 있다. 또한, 상기 조작부(173)는 도광형 엘이디 소자 또는 직하영 엘이디 소자에서 파장별 조작을 선택할 수 있다. 상기 조작부(173)는 근접센서를 이용하여 착용시 광출사가 시작되고, 탈착시 광출사가 종료되도록 할 수 있다.
상기 표시부(174)는 메인 제어부(171) 또는 발광 구동부(172)의 작동 상태를 시각적으로 표시할 수 있다. 상기 표시부(174)는 엘씨디, 오엘이디 또는 점광판과 같은 일반적인 표시 장치 또는 점광등을 구비할 수 있다.
상기 스피커(175)는 메인 제어부(171) 또는 발광 구동부(172)의 작동 상태를 음성 또는 음향으로 표시할 수 있다. 상기 스피커(175)는 일반적인 스피커로 형성될 수 있다.
상기 배터리(176)는 메인 제어부(171)와 발광 구동부(172)의 작동에 필요한 전기를 공급할 수 있다. 또한, 상기 배터리(176)는 도광 엘이디 소자(123)와 직하 엘이디 소자(127)에 전원을 공급할 수 있다. 상기 배터리(176)는 충방전이 가능한 이차전지로 형성될 수 있다. 상기 배터리(176)는 유선 또는 무선으로 외부 전원을 공급받아 충전될 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치(100)의 시뮬레이션 결과를 설명한다. 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광형 엘이디 마스크 장치(100)의 광 추출도 분포를 산출하기 위한 측정하기 마스크 모형과 엘이디 분포와 패턴 형태이다. 도 20은 도 19에서 사용한 도광 패턴의 구체적인 형태이다. 도 21은 도 19의 마스크에서 광 추출도 분포를 측정하는 위치를 나타내는 모형도이다. 도 22는 도 21의 8방향에서 평가한 광 추출도 분포에 대한 그래프이다. 도 23은 도광 패턴이 형성되지 않은 상태에서 평가한 광 추출도 분포에 대한 그래프이다. 도 24는 등고선 형상의 도광 패턴이 형성되고 방사상 형상의 도광 패턴이 형성되지 않는 상태에서 평가한 광도 분포에 대한 그래프이다.
본 시뮬레이션은 도광형 엘이디 마스크 장치(100)에서 안면에 전체적으로 균일하게 광이 조사되는 도광부(130)를 제작하기 위하여 진행하였다. 본 시뮬레이션은 도광 패턴에 따른 광추출도를 평가하여 도광부(130)의 후면으로 나오는 광 분산 형태를 평가하였다. 본 시뮬레이션은 광학 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 진행하였다.
상기　도광부(130)는 전면　마스크　타입의 3차원　자유　곡면을　구비하도록　３차원　캐드를　이용하여　형상화하였다. 상기 도광부(130)는　대략 두께가 ２mm이고, 굴절율이 1.59이며, 도광형 엘이디 소자가 100개가 설치되도록 설정하였다. 또한, 상기 도광부(130)는 100개의 엘이디 소자에서 100W의 광에너지가 나오도록 설정하였다. 또한, 상기 도광부(130)는 전면에서 100% 반사하는 것으로 하였다.
상기 도광부(130)는, 도 19을 참조하면, 방사상 형상의 도광 패턴과 등고선 형상의 도광 패턴이 형성되는 것으로 하였다. 상기 방사상 형상의 도광 패턴은 도광부(130)의 중심에서 외측 방향으로 연장되며, 소정 각도로 이격되도록 하였다. 또한, 상기 등고선 형상의 도광 패턴은 도광부(130)의 중심을 기준으로 폐곡선을 이루는 등고선 형상의 도광 패턴으로 형성하였다.
상기 도광 패턴은, 도 20를 참조하면, 볼록 패턴 또는 오목 패턴으로 형성하였다. 여기서는 등고선 형상의 도광 패턴은 볼록 패턴으로 형성하고, 방사상 형상의 도광 패턴은 오목 패턴으로 형성하였다. 또한, 본 시뮬레이션은 도광 패턴의 개수를 변화시켜 광량을 검출하였다. 여기서는 등고선 형상의 도광 패턴을 150개로 하고 방사상 형상의 도광 패턴을 240개로 형성하였다. 또한, 상기 도광 패턴은 도광부(130)의 전면 즉, 안면과 대향하는 면의 반대면에 형성하였다.
본 시뮬레이션은, 도 21을 참조하면, 도광부(130)의 중심을 기준으로 1번부터 8번까지의 위치에서 광량을 검출하였다.
상기 도광형 엘이디 마스크 장치(100)는, 도 22를 참조하면, 안면이 위치하는 영역에서 전체적으로 광 균일도가 높은 것을 알 수 있다. 또한, 상기 도광형 엘이디 마스크 장치(100)는 광 추출도가 98%이상으로 높아지는 경향을 가진다.
이에 비하여, 상기 도광부(130)에 도광 패턴이 형성되지 않은 경우에는, 도 23을 참조하면, 광 추출도가 낮게 나타나고 있다. 또한, 상기 도광부(130)의 전면에 등고선 형상의 도광 패턴이 형성되고 방사상 형상의 도광 패턴이 형성되지 않은 경우에도, 도 24를 참조하면, 상대적으로 외측 영역에서 광 추출도가 높게 나타나고 중앙 영역에서 광 추출도가 낮게 나타나고 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다.
100: 엘이디 마스크 장치
110: 지지부 111: 전면 개방 홀
112: 후면 삽입 홀 113: 두부 커버 영역
114: 소자 결합 홀 120: 발광부
121: 도광형 발광 모듈 122: 도광 기판
123: 도광 엘이디 소자 125: 직하형 발광 모듈
126: 직하 기판 127: 직하 엘이디 소자
130: 도광부 131: 도광 개방 홀
132: 도광 패턴 140: 반사부
141: 반사 개방 홀 150: 지지 덮개부
151: 덮개 전면 개방 홀 152: 덮개 후면 삽입 홀
153: 덮개 두부 커버 영역 160: 안면 덮개부
170: 제어부 171: 메인 제어부
172: 발광 구동부 173: 조작부
174: 표시부 175: 스피커
176: 배터리

Claims (10)

  1. 전체적으로 머리의 안면의 전체와 두부의 전축 일부에 대응되는 형상으로 형성되며, 전면 개방 홀과 상기 머리의 안면과 두부의 전측이 삽입되는 경로를 제공하는 후면 삽입 홀을 구비하는 지지부와,
    가시광 또는 근적외선을 발광하며, 상기 전면 개방 홀의 외주면에 부착되는 도광형 발광 모듈을 구비하는 발광부와,
    상기 전면 개방 홀에 결합되며, 상기 도광형 발광 모듈에서 조사되는 광을 후면으로 조사시키는 도광부 및
    상기 도광부의 전면에 접촉되며 상기 도광부의 전면으로 유출되는 광을 상기 도광부의 내부로 유입시키는 반사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광형 엘이디 마스크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 두부의 전측 일부에 대응되는 위치에 위치하는 두부 커버 영역을 더 구비하며,
    상기 발광부는 상기 두부 커버 영역에 결합되며 상기 두부의 표면에 가시광 또는 근적외선을 조사하는 직하형 발광 모듈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 도광형 엘이디 마스크 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광형 발광 모듈은 도광 기판 및 상기 도광 기판에 실장되는 도광 엘이디 소자를 포함하며,
    상기 도광부는 외측면이 상기 도광 엘이디 소자와 대향하도록 결합되며, 상기 도광 엘이디 소자에서 조사되는 광을 후면으로 조사시키는 것을 특징으로 하는 도광형 엘이디 마스크 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광부는 상기 안면의 눈에 대응되는 위치에 형성되어 상기 안면으로 광이 조사되는 것을 차단하는 도광 개방 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광형 엘이디 마스크 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광부는 도광 패턴을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 도광형 엘이디 마스크 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 도광 패턴은 상기 도광부의 전면, 후면 또는 상기 전면과 후면에 홈 형상 또는 돌기 형상으로 형성되며, 상기 도광부의 중심에서 외측 방향으로 연장되는 방사상 형상의 도광 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광형 엘이디 마스크 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 도광 패턴은 상기 도광부의 전면, 후면 또는 상기 전면과 후면에 홈 형상 또는 돌기 형상으로 형성되며, 상기 도광부의 중심을 기준으로 폐곡선을 이루는 등고선 형상의 도광 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광형 엘이디 마스크 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 방사상 형상의 도광 패턴은 와이어 형상 또는 트렌치 형상으로 형성되고, 상기 등고선 형상의 도광 패턴은 그 반대로 트렌치 형상 또는 와이어 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 도광형 엘이디 마스크 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 방사상 형상의 도광 패턴의 개수가 상기 등고선 형상의 도광 패턴의 개수와 같거나 더 많도록 형성되는 것을 특징으로 하는 도광형 엘이디 마스크 장치.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 도광 패턴은 상기 도광부의 내부에 도광 입자가 분포되어 형성되며,
    상기 도광 입자는 상기 도광부와 다른 재질의 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 도광형 엘이디 마스크 장치.
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